Широтно-импульсный усилитель с защитой Советский патент 1982 года по МПК H02H7/20 

I

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть применено для регулируемого ограничения тока нагрузки.

Известен широтно-импульсный усилитель с защитой, на входе которого включен задающий генератор, на выходе - датчик тока, связанный с триггером, который соединен с одновибратором til .

Недостатки этого устройства заключаются в том, что время отключенного состояния нагрузки определено и фиксировано одновибратором, регулятору присущи нестабильность частоты переключения и неустойчивая работа из-за несогласованности работы схемы отсечки со схемой широтноимпульсного усилителя. Кроме того, вследствие наличия у одновибратора времени восстановления, скважность регулирова1тя тока ограничена.,При срабатывании триггера до окончания процесса восстановления одновибратоpa, схема токовой отсечки перестанетвыполнять свое назначение.

Наиболее близким к предлагаемому по Texi-шческой сущности и достигаемому результату является широтноимпульсный усилитель с защитой, на входе которого включен задающий генератор, на выходе - датчик тока, связанный с триггером, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выход триггера подключен ко входу широтно-импульсного усилителя 123.

Недостатком этого устройства яв.ляется то, что фактическая амплитуда тока в нагрузке будет больше тока уставки, которая приводит к выходу из строя транзисторов в устройстве.Это происходит вследствие того, что существует запаздывание между моме5гтом срабатывания триггера и моментом выключения широтно-импульсного уси лителя. 39 Цель изобретения - повышение быст родействия устройства для ограничения тока широтно-импульсного усилителя. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено сумматором и дифференциатором, входы кото рых подключены к выходу датчика тока а выход дифференциатора подключен к второму входу сумматора, выход которого соединен со вторым входом триггера. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг, 2 - график процесса ограничения тока. Устройство содержит соединенные последовательно задающий генератор 1, широтно-импульсный усилитель 2, нагрузку 3, датчик 4 тока, триггер .5, выход которого подключен ко входу широтно-импульсного усилителя 2, а один из входов триггера 5 соединен с вторым выходом задающего генератора , дифференциаторов 6, формирующий сигнал, пропорциональный первой производной, своим входом соединен свыходом датчика тока 4, сумматор 7 своими входами подключен к выходам датчика тока 4 и дифференциатора 6, выход же сумматора 7 подключен к одному из входов триггера 5. Работа устройства осуществляется следующим образом. Импульсы с задающего генератора 1 поступают на вход широтно импульс ного усилителя 2. С датчика 4 тока, который подключен к выходу широтноимпульсного усилителя 2, сигнал, пропор1щональный току нагрузки 3/ поступает на вход сумматора 7 и дифференциатора 6. С выхода дифференциатора 6 сигнал, пропорциональный первой производной сигнала тока, поступает на вход сумматора 7. Сигнал, пропорциональный току нагрузки и его производной, с выхода сумматора 7 поступает на вход триггера 5. При величине- уровня сигнала сумматора 7 более заданного значения, триггер 5 сработает и подаст запирающий импульс на широтно-импульсный усилитель2. В этом состоянии триггер 5 будет находиться до тех пор, пока на вход его с задшощего генератора не поступит импульс сброса, тогда триггер 5 вернется в исходное состояние, широтно-импульсный усилитель 2 включится и ток в нагрузке 3 будет возрастать до уровня, при котором произойдет новое срабатывание тр иггера 5. Напряжение, подаваемое на вход триггера 5 равно . (t) + К5 М, (1) где К i(t) - напряжение, снимаемое с датчика 4 тока, ь- dirt) Z напряжение, снимаемое с дифференциатора 6. Из (1) видно, что при Цьжта J где и)ст напряжение уставки, ток нагрузки в момент срабатывания триггера 5 соответствует уравнениюСогласно при -гг- 0, ток срабатывания триггера 5 соответствует UVCT. Однако практически производная мгновенного значения тока нагрузки никогда не бывает равна нулю. При наличии сигнала Kg выхода дифференциаторов, отличном от нуля, триггер 5 сработает при токе, меньшем величины тока установки, опережая момент дост1 нения током нагрузки величинь 1ж:т на время, пропорциональное производной К). (фиг.2), Срабатывание триггера 5 происходит в момент времени t}, когда ток еще не достиг значения тока уставки (IVCT) при этом нарастаниетока будет продолжаться до окончания процесса рассасывания избыточного заряда в базах силовых транзисторов. В итоге, фактическое выключение широтно-импульсного усилителя 2 произойдет в момент времени t. При нормальном выборе коэффициента передачи дифференциатора Kg отключение нагрузки 3 всегда будет соответствовать величине тока (нагрузки), определяемой значением i-jcrf . Таким образом, использование предла гаемого усилителя повышает быстродействие устройства, т.е. уменьшает броски тока нагрузки и сокращает количество силовых транзисторов устройства известного.

Формула изобретения

Широтно-импульсный усилитель с защитой, на входе которого включен задающий генератор, на выходе - датчик тока, связанный с триггером, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выход триггера подключен к входу широтноимпульсного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он снабжен сумматором и дифференциатором, входы

которых подключены к выходу датчика тока, а выход дифференциатора подключен к второму ёходу сумматора, выход которого соединен со вторым входом триггера.

Источники информации, г принятые во внимание при экспертизе

1.Электронная техника в автоматике. Сборник под ред. Ю.И.Конева. М., Советское радио, вып. 7, 1975, с. 92.

2.Авторское свидетельство СССР №603080, кл. Н 02 Р 5/16, 1978.